Дейдвудное устройство Советский патент 1988 года по МПК F16C21/00 B63H23/36 

Изобретение относится к судостроению, в частности к дейдвудиым устройствам, и может быть использовано в тех областях техники, где применяются с узлы тре1гая с неравномерно распределенной нагрузкой по длине подшипника, а также работаюпД1е в средах с наличием в них абразивных и других видов механических примесей,,tO

Целью изобретения является повыше- 1Ние надежности работы устройства за Счет снижения теплонапряженности эле- {ментов пары трения и уменьшения их Износа в загрязненных механически- 15 ми примесями средах. ; На фиг, 1 представлено дейдвудное (устройство, продольный разрез5 на Й)иг, 2 - сечение А-А на фиг „ 1; на фиг о 3 - узел I на фиг, 1; на фиг. 4 20 одификацИ Я дейднудного устройства, продольный разрез; на фиг, 5 - сечение Б-Б на фиг, 4| на фиг. 6 и ,7 - дейдвудное устройство, варианты, на фиг. 8 - сечение В-В на фиг, 7,25

; Дейдвудное устройство (фиг, 1 и 2) содержит дейдвудную втулку 1 с цилиндрическим вкладьшем 2 из анти- фрикционногЬ материала, например капВ модифика1.ц{и устройства (фиг. 3 диаметр d ролика 10 выбирается из соотношения d, d ,,..,d, где

(

1

d j - диаметры ролика 10 по

его длине (фиг. 3), т.е. ролик вьто нен конусным с наибольшим диаметром d,, обращенным к кормовому торцу 7 втулки 1 .

В модификации (фиг. 4 и 5) крепе ный элемент 5 выполнен в виде секто ра 14, установленного в нижней части дейдвудной втулки 1 симметрично вертикальной плоскости 15, а углова мера (f дуги контакта роликов 10 с поверхность вала 3 больше .

В модификации устройства (фиг.6) элемент 5 прикреплен к валу 3, напр мер, с помощью прессового соединени Ролики 10 установлены между дейдвуд ной в гулкой 1 и элементом 5, а ось кольцевой выточки 17 дейдвудной втулки 1 вьше оси 13 на величину ст тической деформации S системы роли 10 - элемент 5 - консоль 1 вала 3 от веса винта 4. В модификации устройства (фиг. 7 ролики 10 установлены между элементом 5 и внутренней поверхностью 18

ролона, при этом вкладыш 2 может быть 30 ступицы 19 винта 4. Элемент 5 приВ модифика1.ц{и устройства (фиг. 3) диаметр d ролика 10 выбирается из соотношения d, d ,,..,d, где

(

1

d j - диаметры ролика 10 по

его длине (фиг. 3), т.е. ролик вьтол- нен конусным с наибольшим диаметром d,, обращенным к кормовому торцу 7 втулки 1 .

В модификации (фиг. 4 и 5) крепежный элемент 5 выполнен в виде сектора 14, установленного в нижней части дейдвудной втулки 1 симметрично вертикальной плоскости 15, а угловая мера (f дуги контакта роликов 10 с поверхность вала 3 больше .

В модификации устройства (фиг.6). элемент 5 прикреплен к валу 3, например, с помощью прессового соединения. Ролики 10 установлены между дейдвудной в гулкой 1 и элементом 5, а ось 16 кольцевой выточки 17 дейдвудной втулки 1 вьше оси 13 на величину статической деформации S системы ролик 10 - элемент 5 - консоль 1 вала 3 от веса винта 4. В модификации устройства (фиг. 7) ролики 10 установлены между элементом 5 и внутренней поверхностью 18

Изобретение относится к судостроению, а именно к дейдвудным уст ройствам, и м.б. использовано также в областях техники, где применяются узлы трения с неравномерно распределенной нагрузкой по длине подшипника, а.также работающие в средах с наличием абразивных и других видов механических примесей. Цель - повышение надежности. В крепежном элементе имеются сквозные радиальные отверстия. Вставка выполнена в виде набора тел качения,размещенных в радиальных отверстиях и скрепленных с валом и кре-i пежным элементом. Отношение линейно й независимости тел качения к линейной податливости сопряженных элементов больше единицы. Тело качения выполнено в виде ролика диаметром, большим ширины радиального отверстия в крепежном элементе. Тело качения м.б. выполнено в виде конического ролика, установленного наименьшим диаметром со стороны носового торца втулки. Крепежный элемент м.б. соединен с гребным валом, а тела качения установлены между втулкой и крепежным элементом. Тела качения м.б.установлены между v- крепежным элементом и ступицей гребно го винта. Крепежный элемент м.б. ус- 59 тановлен в верхней части втулки.При работе часть нагрузки от гребного вин та воспринимается вкладышем, а основная нагрузка передается корпусу через РОЛИКИ. При этом абразивные частицы, S Попав в зону контакта сопряженных элементов, вымываются водой благодаря Прерывистости поверхностей сопряжения в крепежном элементе. 6 з.п. ф-лы 8 ил. (Л С

вьшолнен как монолитным, так и набран из отдельных планок. Внутри вкладьша 2 смонтирован гребной .вал 3, на котором консольно закреплен гребной винт 4, Устройство имеет по меньшей мере один крепе кный элемент 5 с вставкой 6s установиeHHbrfi в районе кормового 7 или носового 8 торцов дейдвудной втулки. 1. в элементе 5 вьтол- нены сквозные радиальные отверстия 9, а втулка 6 составлена из набора отдельных-тел 10 каченияs размещенных в отверстиях 9. Гребной вал 3 и дейд- вудная втулка 1 через тела 10 находятся в кинематическом взаимодейст- ВИИ. Каждое тело 10 выполнено в виде ролика с диаметром d, большим ширины b отверстия 9„ Ролики 10 установлены между валом 3 и элементом 5, изготовленным в виде втулки с фланцем 11, прикрепленным к дейдвудной втулке 1, например,- с помощью болтов, Ось 12 расточки внутренней поверхности элемента .5 вьш1е центральной оси 13 дейдвудной втулки на величину статической деформации упругой сиетемы ролик 10-- элемент 5 - дейдвуд- ная втулка 1 от веса винта 4, например, на 0,1 мм.

креплен к дейдвудной втулке 1 через фланец, например, с помощью болтового соединения.

В модификации устройства (фиг. 8) сектор 20 элемента 5 установлен в верхней части дейдвудной втулки 1,

Дейдвудное устройство работает следующим образом.

При работе гребного винта 4 за корпусом судна (не показан) часть нагрузки воспринимается вкладьш ем. 12, а основная нагрузка от вала 3 (фиг.1) передается корпусу через ролики 10. При этом,, чем вьшге пода гливость связи гребной вал 3 - элемент 5 - ролики 10 - дейдвудная втулка 1, составляющей кинематическое взаимодействие ее деталей, тем меньше передача динамических нагрузок от гребного винта 4 на корпус судна, т.е. вьш1е виброзащитные свойства устройства. Форма выполнения, место крепления и материал роликов 10 и контактирующих с ним поверхностей существенно влияют на распределение нагрузки как на рс5лик 10, так и на вкладыш 2 по их длине. На основе этого разработаны модификации устройства, учитывающие влияние особенности компановки его деталей на

31428851

надежность работы дейдвудного устрой- не более равномерно, так как наибольства.

Применение вставки 6, являющейся в известном устройстве опорой скольжения , тела 10 качения (шарики или ролики), служащие опорами качения, снижает потери мощности на трение тел 10 и вала 3, тем самым уменьшая теплонапряженность узла трения устройства и повьшая его срок службы, а следовательно, надежность. Наличие сквозных радиальных отверстий 9 позволяет охлаждающей воде, протекающей через дейдвуд (система прокачки не показана), омывать тела 10 не только в районе их контакта с валом 3 и элементом 5, но и остальную поверхность. А так как тело качения все время вращается, то интенсивность его охлажде- 20 ньш в верхней части дейдвудной втулния водой будет высокой, а следовательно, снижается теплонапряженность деталей и увеличивается надежность устройства. Одновременно абразивные частицы (не показаны), попав в зону контакта пары вал 3 - тело 10 и тело 10 - элемент 5, выталкиваются из этой |3оны телом 10 при его движении вокруг оси и вьмываются общим потоком воды, что уменьшает абразивньй износ пара, увеличивая их срок службы.

В модификации устройства (фиг.1) деформация консоли элемента 5, выполненного в виде втулки с фланцем 7, ориентирует ролик 10 в соответствии с изгибом консоли гребного вала 3. л Подбором радиальной жесткости эле- мента 5 можно добиться оптимальной загрузки роликов 10 и вкладьш1а 2 по их длине из условия обеспечения наибольшей надежности устройства.

При соосном расположении осей 13 и 12 из-за деформации ролика 10 и элемента 5 от веса вала 3 и винта 4 нарушается центровка валопровода (не показан) и, следовательно, изменяется распределение нагрузок по его опорам, в том числе и на ролики 10 и вкладыш 2. Поэтому размещение оси

ки 1 в районе установки роликов 10, выполняет роль ограничителей колебаний вала 3 как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. В случае

25 их износа демонтаж производится без съема гребного винта 4, что увеличивает ремонтопригодность устройства, а следовательно, его надежность, так как смену изношенных деталей дейдвуд30 ного устройства в случае-их аварийно- го выхода из строя можно производить на плаву, что особенно важно для судов арктического и .антарктического флота.

35 В модификации устройства (фиг. 6) закрепление элемента 5 на валу 3 увеличивает путь, проходимый роликами .10 по поверхности дейдвудной втулки 1, тем самым увеличивая срок службы

40 и надежность устройства, так как из- нос дейдвудной втулки 1 носит не локальный характер, а распределяется по всей поверхности трения. В то же время закреплен-ньш на валу 3 элемент

45 5, вращаясь вместе с валом 3, увлекает за собой ролик 10, в результату чего последний участвует в двух движениях вокруг оси 13 и вокруг собственной продольной оси (не показана),

12 вьшзе оси 13 на величину 5, обеспе- 50 что происходит из-за момента, возни- чивает заданную центровку валопровода кающего на поверхностях трения между и задаваемое распределение нагрузок- роликом 10, поверхностью дейдвудной по его опорам.втулки 1 и элементом 5. При указанном

движении толщина смазочного слоя в

55 зонах контакта ролика 10 скаладывает- ся, а следовательно, надежность работы устройства повьш1ается. Для исклю-

чения влияния расцентровок валопровода на загрузку узла трения в .предВ модификации устройства (фиг.З) выбор ролика 10 в виде конического тела, максимальньй диаметр которого направлен к кормовому 7 торцу дейдвудной втулки 1, распределяет величину контактного давления по его дли-

шая нагрузка от веса винта 4 действует у кормового торца ролика 10, а

чем меньше разность между диаметрами контактирующих тел, тем меньше величина контактного давления между ними. Поэтому применение конусного ролика 10 с заданным наклоном образующей позволяет снизить контактное давление в узле трения, выравнивает контактные давления по длине и увеличивает надежность устройства.

При выполнении модификации устройства (фиг. 4-И 5) нагрузка от вала 3 и винта 4 воспринимается только на угле дуги ( , который из условия устойчивости системы должен быть больше 1Г/6. Участок вкладыша 2, расположенлагаемой модификации ось 16 выточки i 7 дейдвудной втулки 1, смещенная относительно оси 13 вверх на величину Oj, и ось 13 при монтаже валопровода совпадают между собой при деформации системы ролик 10 - элемент 5 - консоль 1ц вала 3 от веса винта 4,

В модификации устройства (фиг, 7) надежность увеличивается за счет уве- гличения поверхности скольжения из-за ;размеще1шя роликов 10 с элементом 5 Iвнутри ступицы 19 винта 4. При этом, i уменьшение 1,, вала 3 изменяют частоты

резонанса, тем самым повышая над еж:кость работы устройства,

В модификации изобретения (фиг,8)

:выполнение элемента 5 в виде сектора 20

i 20 кроме увеличения ремонтопригодности узла трения снижает материалоем кость устройства Для ремонта, и об:следования устройства нет необходимое

ти снимать винт 4, а достаточно сместить вал 3 В осевом направлении

В модификации устройства с элементами из материалов с отношением линейных податливостей поверхностей ро лкка 10 и податливости любой контак- 30 тирующей с ним детали, например, .дейдвудной втулки 15 большим единицы, позволяет получить более равномерное распределение давления по поверхнос25

сольно гребным винтом, а также установленный у торца втулки и соединенный с ней крепежный элемент со вставкой, угол линии сопряжения которой с поверхностью вала более , при а- этом крепежный элемент вьтолнен в виде сектора с фланцем и установлен во втулке симметрично вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось втулки, отличающее- с я тем, что, с целью повьш1ения надежности, в крепежном элементе выполнены сквозные радиальные отверстия, а вставка вьшолнена в виде набора тел качения, размещенных в радиальных отверстиях и сопряженных с валом и крепежным элементом, а отношение ли ней- ной податливости тел качения к линейной податливости сопряженных элементям контакта, уменьшить колебания ва 35 тов больше единицы.

ла 3 из-за малых диаметральных зазоров в узле трекия даже при использовании для роликов 10 материала со значительным изменением линейных размеров от злагопоглощенияэ например, таш-гх,, как капролон (водопоглощение максималь-ное 7,4% ОСТ 5.4183--76),

В с:. учае выполнения обратного соотношения, рассматриваемого в другой модификации (ролик 10 - бронза, поверхность втулки Ij вапа 3 и эле- мента 5 - капролон) увеличивается демпфирующая способность узла трения при передаче динамических нагрузок от вала 3 на дейдвудную втулку 1, т.е. уменьшается шумность работы узла, а следовательно, увелшшвает- ся его. надежность,, Дополнительно в предлагаемой модификации снижается расход дефищттных цветных материалов.

Таким образом, .применение дейд- нудного устройства зэ счет снижения потерь.мощности на трение, более равномерного распределения нагрузок по

поверхностям скольжения узла трения, уменьшения теплонапряженности в зоне трения, уменьшения износного воздействия абразивных частиц на поверхности трения, снижения виброактивности валопровода и увеличения ремонтопригодности приводит к повьшению надежности его работы,

Формула изобретения

сольно гребным винтом, а также установленный у торца втулки и соединенный с ней крепежный элемент со вставкой, угол линии сопряжения которой с поверхностью вала более , при а- этом крепежный элемент вьтолнен в виде сектора с фланцем и установлен во втулке симметрично вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось втулки, отличающее- с я тем, что, с целью повьш1ения надежности, в крепежном элементе выполнены сквозные радиальные отверстия, а вставка вьшолнена в виде набора тел качения, размещенных в радиальных отверстиях и сопряженных с валом и крепежным элементом, а отношение ли ней- ной податливости тел качения к линейной податливости сопряженных элемен2,Устройство по п, 1, отличающееся тем, что каждое тело качения выполнено в виде ролика диаметром, больш.м ширины радиального отверстия в крепежном элементе.

3,Устройство по п. 2, отличающееся тем, что тела качения выполнены в виде конических роликов, установленных наименьшим диаметром со стороны носового торца втулки..

4,Устройство по пп, 1 и 2, о т - личающееся тем, что крепежный элемент соединен с гребным валом,

а тела качения установлены мезвду втулкой и крепежным элементом,

5,Устройство по пп, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что тела качения установлены между крепежным

элементом и ступицей гребного винта,

6,Устройство по пп, 1 и 4, отличающееся тем, что крепежный элемент установлен в верхней части втулки,

9 1021

6 I /3 12

иг. 1 А

А-А

(Риг. 2

т

2 1

9иг.5

9 10 f., ,. 13 IB

9u,s. S

8

uz.l

(Риг.в